马赫曾德尔干涉仪在远场相干高斯光束干涉研究中的应用

"基于马赫曾德尔干涉仪的相干高斯光束远场干涉图样研究" 本文主要探讨了基于马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)干涉原理的相干光束在远场中的干涉图样特性，特别是对于相干高斯光束的研究。马赫-曾德尔干涉仪是一种双臂干涉仪，常用于测量光的相位和波长，以及进行量子光学实验。在本研究中，作者分析了这种干涉装置发出的相干光束在远场的扫描相干光场分布，以满足激光主动相干探测的需求。 作者首先推导了高斯光束远场扫描相干光场的解析光强分布公式，这个公式是理解高斯光束在远场中传播和干涉的基础。高斯光束是一种常见的光学模式，其光强分布遵循高斯函数，具有良好的聚焦性和传输特性。在远场，光束会呈现扩散趋势，而干涉图样的形成则依赖于光束的相干性。 接着，作者利用物理光学的相关原理，推导了远场相干光的光程差、干涉图样的条纹间距以及条纹对比度的表达式。光程差是决定干涉现象的关键因素，它直接影响干涉图样的明暗交替。条纹间距与光程差的变化直接相关，而条纹对比度则反映了干涉信号的强度差异，对于探测系统的灵敏度至关重要。 数值仿真部分，作者研究了分束镜旋转角度、探测距离和扫描角速度对远场相干光强分布特性的影响。分束镜是马赫-曾德尔干涉仪的核心组件，其旋转角度可以改变两束光的相对相位，从而影响干涉图样。探测距离决定了光束的扩散程度，而扫描角速度则影响干涉图样的动态变化。这些参数的选取对优化干涉效果有直接作用。 研究表明，远场扫描相干光强分布、条纹间距和对比度主要受分束镜旋转角度、探测距离和扫描角速度的共同影响。通过调整这些参数，可以在满足特定条纹间距需求的同时，尽可能提高条纹对比度，从而提升激光主动相干探测的性能。 关键词涵盖了物理光学、马赫-曾德尔干涉、主动相干探测、扫描相干高斯光束和远场干涉图样，这表明该研究不仅涉及基础光学原理，也与实际应用紧密相连。中图分类号和文献标志码则表明了其在光学技术和激光技术领域的专业定位，而DOI标识则为后续的引用和跟踪提供了方便。这项工作对于理解激光干涉技术及其在探测系统中的应用有着重要的理论和实践意义。